BADANIA ODDZIAŁYWAŃ DYNAMICZNYCH W ROZ- JAZDACH PRZEZNACZONYCH DO DUśYCH PRĘDKO- ŚCI POCIĄGÓW

Mgr inŝ. Jerzy Cejmer Centrum Naukowo-Techniczne Kolejnictwa BADANIA ODDZIAŁYWAŃ DYNAMICZNYCH W ROZ- JAZDACH PRZEZNACZONYCH DO DUśYCH PRĘDKO- ŚCI POCIĄGÓW SPIS TREŚCI 1. Wstęp 2. Charakterystyka rozjazdów 3. Badania oddziaływań dynamicznych 4. Podsumowanie STRESZCZENIE W artykule zawarto wyniki badań rozjazdów zwyczajnych typu UIC60-1200-1:18,5 z krzyŝownicami z ruchomym dziobem, produkcji polskiej (KolTram), francuskiej (Cogifer), austriackiej (VAE) i niemieckiej (BWG), ułoŝonych na linii CMK, na stacji Psary. Badania obejmowały pomiary oddziaływań dynamicznych na styku tabor-rozjazd podczas jazd pociągiem próbnym z prędkościami do 207 km/h. Podano wyniki analizy tych oddziaływań, z uwzględnieniem kryteriów zawartych w karcie UIC518 oraz porównano rozjazdy poszczególnych producentów. Przedstawiono opinię na temat moŝliwości zastosowania badanych rozjazdów na liniach, przeznaczonych do ruchu pociągów z prędkością maksymalną 200 km/h. 1

1. WSTĘP W ostatnich latach nastąpił szybki rozwój konstrukcji rozjazdów kolejowych. Jest to spowodowane koniecznością zapewnienia wysokiej niezawodności i trwałości wobec zwiększających się prędkości pociągów, wzrostu nacisków osi oraz wzrostu natęŝenia przewozów. Postęp wynika teŝ z rozwoju innych dziedzin, takich jak na przykład [2]: metody badawcze w zakresie współdziałania koło-szyna, technologia metalurgiczna i metody ulepszania stali; technologia produkcji materiałów z tworzyw sztucznych. W biurach konstrukcyjnych producentów rozjazdów powstają konstrukcje, które cechują się coraz wyŝszą niezawodnością eksploatacyjną, stabilnością układu geometrycznego, mniejszymi kosztami utrzymania. Nowoczesne rozjazdy umoŝliwiają bezpieczną jazdę taboru z duŝymi prędkościami, z zachowaniem wartości charakteryzujących spokojność jazdy w ustalonych granicach. Podczas modernizacji Centralnej Magistrali Kolejowej wystąpiła konieczność wyboru przez PKP PLK S.A. podstawowej konstrukcji rozjazdu dla torów głównych zasadniczych tej linii. Do rozwiązania tego problemu wytypowano na poligon doświadczalny stację Psary, na której ułoŝono rozjazdy producentów krajowych i zagranicznych. Wyniki przeprowadzonych przez CNTK na szeroką skalę badań dały Zarządcy infrastruktury podstawę do wyboru najbardziej odpowiedniego rozjazdu dla modernizacji całej magistrali. W artykule opisano badania oddziaływań dynamicznych, przeprowadzonych na rozjazdach typu UIC60-1200-1:18,5 czterech róŝnych producentów: KolTram rozjazdy nr 1 i 2, Voest-Alpine (VAE) rozjazdy nr 35 i 37, Cogifer rozjazdy nr 3 i 4 i BWG rozjazd nr 40. 2. CHARAKTERYSTYKA ROZJAZDÓW 2.1. Rozjazd produkcji austriackiej Voest-Alpine Szyny i iglice rozjazdu są wykonane ze stali szynowej gatunku 900A, perlityzowanej wg technologii HSH lub obróbki cieplnej główki szyny do twardości 340-190 HB. Iglice zaprojektowano jako spręŝyste z kształtownika Zu1-60. Pochylenie poprzeczne 1:40 jest uzyskane przez obróbkę mechaniczną główki. Zwrotnica jest wyposaŝona w stalową, izolowaną podrozjazdnicę zespoloną z łoŝem pod napęd oraz trzy zamknięcia klamrowe typu Tempfleks III, niewraŝliwe na pełzanie. KrzyŜownica, wyposaŝona w dwa zamknięcia na- 2

stawcze, składa się z dzioba zasadniczego i dodatkowego, wykonanych z profilu szynowego UIC60 i połączonych ze sobą śrubowo. Szyny skrzydłowe wykonane są z asymetrycznego kształtownika iglicowego Zu1-60, przekutego w profil UIC60 i połączonego z częścią szynową zgrzewem elektroiskrowym. Całość jest zmontowana na ciągłej płycie ze wspawanymi progami wzmacniającymi, usztywniającymi konstrukcję. Płyta wraz z progami tworzy ramę słuŝącą do przekazywania nacisków od dzioba i szyn skrzydłowych na podrozjazdnice [2]. Rys. 1. Widok rozjazdu typu UIC60-1200-1:18,5 z krzyŝownicą z ruchomym dziobem produkcji KolTram 2.2. Rozjazd produkcji polskiej KolTram Iglice i opornice są wykonane ze stali szynowej gatunku 900A i mają perlityzowaną główkę. Iglice zaprojektowano jako spręŝyste z kształtownika Zu1-60, którego koniec jest przekuty w standardowy przekrój szyny UIC60. Pochylenie poprzeczne iglicy 1:40 uzyskano przez obróbkę mechaniczną główki. Zwrotnica jest wyposaŝona w trzy zamknięcia nastawcze typu SZS oraz taką samą liczbę kontrolerów połoŝenia iglic. Zamknięcia typu SZS są niewraŝliwe na pełzanie iglic, kompensując ich wydłuŝenie w zakresie ± 35 mm. Są to konstrukcje własne KolTram, opracowane na bazie rozwiązania VAE typu Tempfleks. Podstawowa róŝnica występuje w systemie łączącym klamrę ze stopką iglicy. KrzyŜownica ma spręŝyście odginany dziób główny i dziób pomocniczy, wykonane ze stali gatunku 900A (rys. 1). Pochylenie poprzeczne 1:40 osiągnięto przez obróbkę mecha- 3

niczną. Szyny skrzydłowe wykonane są z kształtownika Zu1-60 i szyny UIC60, ulepszonych wg technologii HSH. Pochylenie poprzeczne 1:40 dają płyty Ŝebrowe, których skos stopniowo zanika, a pojawia się obróbka mechaniczna (w miejscu styku szyny skrzydłowej z kołem). KrzyŜownica jest wyposaŝona w dwa zamknięcia nastawcze typu SZS. 2.3. Rozjazd produkcji niemieckiej BWG Rozjazd firmy BWG/WBG, wchodzącej obecnie w skład Holdingu VAE, charakteryzuje się następującymi rozwiązaniami: 1) poszerzeniem toru na początku zwrotnicy FAKOP (Fahrkinematische Optimie rung); to rozwiązanie miało zapewnić w załoŝeniu zmniejszenie tarcia zestawów kołowych i większą spokojność jazdy; 2) posadowieniem stalowych części rozjazdu na grubych przekładkach elastomerowych, mających zredukować oddziaływania dynamiczne na podrozjazdnice i podtorze; 3) podzielnymi, długimi podrozjazdnicami strunobetonowymi; dwie części są połączone za pomocą elastomerowych tłumików drgań, które przenoszą tylko siły podłuŝne, wskutek czego w podzielonych częściach podrozjazdnicy powstają ośrodki drgań o róŝnych długościach fal, których wzajemne oddziaływanie tłumi ruchy podrozjazdnicy; 4) nowym typem zintegrowanych, zespolonych podrozjazdnic stalowych. Szyny, iglice, opornice i krzyŝownica mają pochylenie 1:40. Rozjazd jest wyposaŝony w zamknięcia nastawcze typu HRS (trzy zamknięcia w zwrotnicy i dwa w krzyŝownicy), niewraŝliwe na pełzanie iglic w zakresie ± 40 mm. Iglica odlegająca jest podparta przez rolki podiglicowe, ułatwiające przestawianie zwrotnicy i eliminujące potrzebę smarowania siodełek. Układ ten współpracuje z systemem spręŝystego przytwierdzenia opornic IBAV. 2.4. Rozjazd produkcji francuskiej Cogifer Podstawowe cechy charakterystyczne tego rozjazdu to: monoblokowe łoŝe ze staliwa manganowego pod ruchomy dziób krzyŝownicy; szybkobieŝny system przestawiania zwrotnic i dzioba VCC-VPM; elektroniczny system kontroli połoŝenia iglic i dzioba krzyŝownicy; nowy profil iglic 60D40 z pochyleniem poprzecznym główki 1:40; własna konstrukcja przekładek o sztywności statycznej około 70 kn/mm. 4

Iglice i opornice są wykonane ze stali gatunku 900A i mają ulepszaną cieplnie główkę do jakości HSH o strukturze perlitycznej z twardością 340-390 HB. Iglice są przestawiane za pomocą jednego napędu zwrotnicowego, sterującego jednym zamknięciem zespolonym typu VCC i połączonymi z nim poprzez sprzęŝenie jednocięgłowe trzema wspomagającymi urządzeniami widłowymi ROD 1 TR. PołoŜenie iglic jest kontrolowane przez trzy niezaleŝne kontrolery z dodatkowym kontrolerem w zamknięciu VCC. Monoblokowa krzyŝownica wykonana jest ze staliwa manganowego, zgrzanego poprzez wkładkę austenityczną z elementami ze stali szynowej gatunku 900A. Szyny dziobowe i dziób krzyŝownicy są wykonane z profilu iglicowego 60D40, przekutego w profil szyny UIC60 ze stali szynowej 900A. Dziób krzyŝownicy jest przestawiany za pomocą jednego napędu zwrotnicowego, sterującego zamknięciem zespolonym typu VCC-VPM i połączonym z nim poprzez sprzęŝenie jednocięgłowe wspomagającym urządzeniem widłowym ROD 2 TRES. Kontrola połoŝenia dzioba krzyŝownicy odbywa się za pomocą niezaleŝnego kontrolera typu PALVE oraz kontrolera w zamknięciu VCC-VPM. 3. BADANIA ODDZIAŁYWAŃ DYNAMICZNYCH Badania zostały przeprowadzone przez Laboratorium Badań Taboru CNTK we wrześniu 2003 roku. Pomiary wykonywano podczas przejazdów pociągu, złoŝonego z lokomotywy VUŽ 124 S i wagonu pomiarowego CNTK (rys. 2), w kierunkach prostym i zwrotnym. Podczas badań rejestrowano następujące parametry: a) przyspieszenia poziome i pionowe podrozjazdnic z zamocowanymi napędami, b) przyspieszenia poziome i pionowe łoŝa mocującego napęd, c) przyspieszenia pionowe i poziome suwaków zamknięć nastawczych, d) przyspieszenia pionowe opornicy w strefie przejścia koła z iglicy na opornicę, e) przyspieszenia pionowe podrozjazdnicy w strefie przejścia koła z iglicy na opor nicę, f) przyspieszenia pionowe szyny skrzydłowej w krzyŝownicy, g) przyspieszenia pionowe dzioba krzyŝownicy, h) przyspieszenia pionowe podrozjazdnicy pod dziobem krzyŝownicy, i) siły w sworzniach suwaków zamknięć nastawczych, j) napręŝenia w stopkach szyn; 5

Rys. 2. Pociąg badawczy z lokomotywą VUŽ 124 S i wagonem pomiarowym CNTK Tensometry do pomiaru napręŝeń zostały naklejone na górne powierzchnie stopek szyn w następujących miejscach: iglica łukowa T1 i iglica prosta T2 w strefie przejścia koła z opornicy, iglica łukowa T3 i iglica prosta T4 w obszarze pełnego kontaktu iglicy z kołem (bez udziału opornicy), gardziel krzyŝownicy: T5 szyna skrzydłowa na kierunku zwrotnym, T6 szyna skrzydłowa na kierunku prostym, dziób krzyŝownicy: T7 na kierunku prostym, T8 na kierunku zwrotnym. Jako wielkości charakteryzujące przyspieszenia elementów rozjazdów (obudowy napędów, suwaki zamknięć nastawczych, podrozjazdnice, szyny) przyjęto wartości skuteczne (RMS). Do analizy sił w sworzniach suwaków zamknięć nastawczych, przemieszczeń poziomych suwaków oraz napręŝeń w stopkach szyn przyjęto wartości ekstremalne. Podczas badań oddziaływań dynamicznych w taborze rejestrowano następujące parametry (rys. 3): Q1 siła pionowa wywierana przez koło prawe, Q2 siła pionowego wywierana przez koło lewe, Y1 siła poprzeczna wywierana przez koło prawe, Y2 siła poprzeczna wywierana przez koło lewe, z m1 przyspieszenia pionowe maźnicy prawej, z m2 przyspieszenia pionowe maźnicy lewej, 6

y m1 przyspieszenia poprzeczne maźnicy prawej, z p1 przyspieszenia pionowe pudła nad czopem skrętu, y p1 przyspieszenia poprzeczne pudła nad czopem skrętu. Rys. 3. Schemat rozmieszczenia czujników w wagonie pomiarowym CNTK Rys. 4. Schemat podziału rozjazdu na sekcje pomiarowe Do analizy sił występujących na styku koło-szyna przyjęto wartości ekstremalne, natomiast do analizy przyspieszeń maźnic i pudła wagonu wartości skuteczne (RMS). W celu dokładniejszego prześledzenia oddziaływań dynamicznych, podzielono rozjazdy na cztery charakterystyczne sekcje (rys. 4), identyfikowane przez system pomiarowy za pomocą fotokomórek: 1) strefa zwrotnicy A, 2) strefa szyn łączących B, 3) strefa dzioba krzyŝownicy C, 4) strefa końca krzyŝownicy D. 7

Kryteria oceny przyjęto na podstawie publikacji [3]. Ze względu na bezpieczeństwo jazdy oceniano sumę sił poprzecznych (ΣY 2m ) lim oraz stosunek sił poprzecznych i pionowych Y/Q. (ΣY 2m ) lim = α (10 + P o /3) gdzie: α = 1 dla wagonów pasaŝerskich, P o = 120 kn dla wagonu Z1. Stąd: (ΣY 2m ) lim = 50 kn. Graniczna wartość dla stosunku sił Y/Q wynosi 0,8. Ze względu na wytrzymałość zmęczeniową toru określa się maksymalną dopuszczalną siłę pionową wywieraną przez koło. Wartością graniczną dla prędkości w zakresie 200 250 km/h jest 180 kn. Przyspieszenia pudła wagonu oceniano ze względu na spokojność jazdy. Dla wagonów pasaŝerskich dopuszczalne wartości skuteczne (RMS) wynoszą: przyspieszenia pionowe 0,75 m/s 2, przyspieszenia poprzeczne 0,5 m/s 2. 3.1. Badania rozjazdów typu UIC60-1200-1:18,5 VAE Jazdy próbne po rozjeździe nr 35 przeprowadzono w kierunku na ostrze z prędkościami: w kierunku prostym 159, 182, 196 i 207 km/h, a w kierunku zwrotnym około 100 km/h. Rozjazd nr 37 badano przy jazdach odbywających się w kierunku z ostrza. Na kierunku zwrotnym jazda pomiarowa odbywała się z prędkością około 100 km/h. W kierunku prostym przeprowadzono jazdy z prędkościami 158 i 177 km/h. Przyspieszenia pionowe elementów stalowych rozjazdów (dzioba krzyŝownicy, szyny skrzydłowej i opornicy) zaleŝały głównie od prędkości jazdy pociągów. Przyjmowały wartości około 8 11 m/s 2 przy prędkościach 100 km/h, a przy prędkości 207 km/h wahały się w granicach około 20 32 m/s 2. Nie wystąpiły w zasadzie róŝnice związane z kierunkiem jazdy na ostrze oraz z ostrza, zarówno na kierunku prostym jak i zwrotnym rozjazdów. Przyspieszenia podrozjazdnic równieŝ rosły ze wzrostem prędkości pociągu. Maksymalne wartości przyspieszeń poziomych nieznacznie przekraczały 2 m/s 2, a pionowych dochodziły do 4 m/s 2. 8

Wartości przyspieszeń poziomych i pionowych podrozjazdnic, w zaleŝności od miejsca ich połoŝenia, nie odbiegały znacznie od siebie przy danej prędkości jazdy - niezaleŝnie od tego, czy były to jazdy po kierunku prostym, zwrotnym, na ostrze, czy z ostrza. Przyspieszenia pionowe podrozjazdnic były kilkunastokrotnie mniejsze niŝ przyspieszenia pionowe szyn. Przyspieszenia pionowe podrozjazdnic z zamocowanymi na nich napędami były nieco większe średnio o około 0,5 m/s 2 przy jazdach w kierunku zwrotnym i około 1 m/s 2 podczas jazd po prostej od przyspieszeń podrozjazdnic ułoŝonych w miejscach, w których przewidywano wystąpienie największych oddziaływań dynamicznych (tzn. pod dziobem krzyŝownicy oraz w zwrotnicy, w strefie przechodzenia koła z iglicy na opornicę). MoŜliwą przyczyną takiego stanu w zwrotnicy jest słabsze oparcie w podsypce stalowych podrozjazdnic zespolonych niŝ podrozjazdnic betonowych. Z kolei w krzyŝownicy przyczyną moŝe być słabsze podbicie podrozjazdnic, między którymi są umiejscowione zamknięcia nastawcze. Wartości przyspieszeń pionowych i poziomych, zarejestrowane na obudowach napędów i suwakach zamknięć nastawczych, wzrastały wraz ze wzrostem prędkości jazdy pociągu, przy czym tendencja wzrostowa była najbardziej widoczna w przypadku przyspieszeń pionowych suwaków. Nie stwierdzono wyraźnego wpływu kierunku jazdy na poziom przyspieszeń poszczególnych obudów napędów. Największe wartości występowały najczęściej na obudowach napędów nr 5 (krzyŝownica), a najmniejsze na obudowach napędów nr 1 (zwrotnica). Maksymalne wartości przyspieszeń poziomych osiągały około 2,7 m/s 2, a przyspieszeń pionowych około 5,7 m/s 2. Drgania obudów były większe niŝ drgania podrozjazdnic, do których są przymocowane. Dodatkowe wzbudzenie pochodzi od drgań suwaków zamknięć nastawczych. Nie stwierdzono znaczącej róŝnicy wartości przyspieszeń suwaków w zaleŝności od miejsca połoŝenia zamknięcia nastawczego oraz od kierunku jazdy. Maksymalne wartości drgań poszczególnych suwaków podczas jazd z prędkościami około 200 km/h w płaszczyźnie poziomej oscylowały przewaŝnie w granicach około 4 5 m/s 2, a w płaszczyźnie pionowej w większości przypadków zawierały się w przedziale 10 13 m/s 2. Stopień przenoszenia przyspieszeń suwaków na obudowy napędów jest niewielki. Stosunek przyspieszeń suwak obudowa kształtuje się w granicach od 2 do 8. 9

Siły w sworzniach suwaków zamknięć nastawczych kształtowały się na niskim poziomie, tylko w nielicznych przypadkach przekraczały wartość 1 kn. Maksymalna zmierzona siła osiągnęła 2,67 kn. NapręŜenia w szynach przyjmowały stosunkowo małe wartości. Największe rejestrowano najczęściej na dziobie krzyŝownicy. Ekstremalne wartości wystąpiły tam podczas jazdy po kierunku zwrotnym z ostrza ( rozjazd Rz nr 37) z prędkością około 100 km/h. NapręŜenia ściskające osiągnęły wartość około 80 MPa, a rozciągające prawie 107 MPa. Siły pionowe, rejestrowane na kołach wagonu wykazywały małą zmienność na długości rozjazdów obu typów, niezaleŝnie od kierunku jazdy i prędkości. Ich maksymalne wartości osiągały około 65 kn przy jeździe na wprost i około 87 kn podczas jazdy w kierunku zwrotnym. NadwyŜki dynamiczne nie przekroczyły 10% podczas jazd w kierunku prostym, a w skrajnym przypadku, podczas jazd po kierunku zwrotnym, wyniosły około 45%. Siły poprzeczne w czasie jazd po kierunku prostym nie przekraczały 7 kn. Jazdy w kierunku zwrotnym rozjazdów wykazały wzrost tych wartości maksymalnie do około 26 kn. Maksymalna wartość sumy sił prowadzących przy jazdach w kierunku prostym rozjazdów wyniosła około 6 kn, natomiast w kierunkach zwrotnych była niewiele większa: osiągnęła 7 kn. Wobec kryterium wykolejenia, które dla wagonu znajdującego się w składzie pociągu badawczego wynosi 50 kn, naleŝy uznać te wartości za bardzo małe. Na rysunku 5 przedstawiono wartości ΣY w poszczególnych strefach rozjazdu nr 35 podczas jazd na ostrze z prędkościami od 159 do 207 km/h. Rys. 5. Suma sił prowadzących Stosunek sił Y/Q (podczas jazd po rozjazdach w obu kierunkach po prostej nie przekroczył wartości 0,15, a w czasie jazd w kierunku zwrotnym osiągnął maksymalnie wartość 10

około 0,25. Rysunek 6 obrazuje wartości stosunku sił Y/Q z jazd na ostrze po rozjeździe nr 35. Rys. 6. Współczynnik wykolejenia Przyspieszenia na maźnicach z reguły wzrastały wraz ze wzrostem prędkości. Maksymalna wartość przyspieszenia pionowego podczas wszystkich jazd po prostej wyniosła około 5 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne nie przekroczyły wartości 1,2 m/s 2. Jazdy w kierunkach zwrotnych wykazały większe wartości przyspieszeń poprzecznych na maźnicach, które dochodziły do około 2 m/s 2. Rys. 7. Przyspieszenia poprzeczne pudła wagonu Maksymalne przyspieszenia pionowe pudła wagonu podczas jazd w kierunku prostym i zwrotnym rozjazdów obu badanych typów w Ŝadnym przypadku nie przekroczyły wartości 0,6 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne podczas jazd po prostej osiągnęły maksymalnie 0,14 m/s 2. Z kolei przyspieszenia te dla jazd w kierunkach zwrotnych wyniosły maksymalnie 11

0,5 m/s 2. Na rysunku 7 przestawiono wartości skuteczne przyspieszeń poprzecznych, a na rysunku 8 przyspieszeń pionowych pudła wagonu podczas jazd po rozjeździe nr 35. Rys. 8. Przyspieszenia pionowe pudła wagonu 3.2. Badania rozjazdów typu UIC60-1200-1:18,5 KolTram Jazdy próbne po rozjeździe nr 1 przeprowadzono w kierunku na ostrze z prędkościami w kierunku prostym: 160, 179, 184 i 186 km/h, a w kierunku zwrotnym 105 km/h. Rozjazd nr 2 badano przy jazdach odbywających się w kierunku z ostrza. W kierunku zwrotnym jazda pomiarowa odbyła się z prędkością 98,7 km/h. W kierunku prostym przeprowadzono jazdy z prędkościami: 162, 179, 181 i 187 km/h. Przyspieszenia pionowe elementów stalowych rozjazdów (dzioba krzyŝownicy, szyny skrzydłowej i opornicy) zaleŝały od prędkości jazdy pociągów. Ich wartości przy jazdach w kierunku prostym wzrastały o około 20% ze wzrostem prędkości od 160 do 187 km/h. W przypadku przyspieszeń pionowych opornicy w czasie jazd z ostrza wzrost ten osiągał nawet około 80%. Widoczny był teŝ wpływ kierunku jazdy na ostrze czy z ostrza na przyspieszenia opornic i szyn skrzydłowych. Jazdy na ostrze wywoływały większe drgania szyny skrzydłowej, a jazdy z ostrza opornicy. Przejazd pociągu w kierunku zwrotnym na ostrze wzbudzał większe przyspieszenia pionowe elementów stalowych rozjazdu (13,06 17,03 m/s 2 ) niŝ przejazd z ostrza (8,35 9,18 m/s 2 ). Przyspieszenia podrozjazdnic równieŝ rosły ze wzrostem prędkości pociągu. Maksymalne wartości przyspieszeń poziomych nieznacznie przekraczały 2 m/s 2, a pionowych dochodziły do 4 m/s 2. Wpływ kierunku jazdy z ostrza czy na ostrze uwidocznił się w czasie jazd w kierunku zwrotnym rozjazdu. Przyspieszenia poziome i pionowe podroz- 12

jazdnic były wyraźnie większe w czasie jazd na ostrze. Jazdy w kierunku prostym rozjazdów nie wykazały róŝnic związanych z kierunkiem poruszania się pociągu. Przyspieszenia pionowe podrozjazdnicy pod dziobem krzyŝownicy w stosunku do przyspieszeń pionowych tej krzyŝownicy były kilkunastokrotnie mniejsze. Przyspieszenia pionowe podrozjazdnic z zamocowanymi na nich napędami były nieco większe średnio o około 0,5 m/s 2 od przyspieszeń podrozjazdnic ułoŝonych w miejscach, w których przewidywano wystąpienie największych oddziaływań dynamicznych (tzn. pod dziobem krzy- Ŝownicy). MoŜliwą przyczyną takiego stanu moŝe być słabsze podbicie podrozjazdnic, między którymi umiejscowione jest koryto stalowe, stanowiące osłonę zamknięcia nastawczego. Wartości przyspieszeń pionowych i poziomych, zarejestrowane na obudowach napędów charakteryzowały się małą zmiennością w czasie jazd z prędkościami od 160 do 187 km/h, ale były znacznie mniejsze przy prędkościach około 100 km/h (jazdy na kierunek zwrotny). Nie występował wyraźny wpływ kierunku jazdy na poziom przyspieszeń obudów napędów. Widoczne były natomiast róŝnice w połoŝeniu. Większe drgania stwierdzano na obudowach napędów krzyŝownicy w stosunku do obudów napędów zwrotnicowych. Maksymalne wartości przyspieszeń poziomych osiągały 2,94 m/s 2, a przyspieszeń pionowych 5,62 m/s 2. Drgania obudów napędów miały przewaŝnie większe wartości niŝ drgania podrozjazdnic, do których są przymocowane. Świadczy o tym stosunek przyspieszeń podrozjazdnic do przyspieszeń obudów napędów, który w większości przypadków jest mniejszy od jedności. Dodatkowe wzbudzenie pochodzi od drgań suwaków zamknięć nastawczych. Wartości przyspieszeń pionowych i poziomych, zarejestrowane na suwakach zamknięć nastawczych wzrastały wraz ze wzrostem prędkości jazdy pociągu, przy czym tendencja wzrostu była najbardziej widoczna w przypadku przyspieszeń pionowych suwaków. Nie stwierdzono, Ŝeby miejsce połoŝenia zamknięcia nastawczego oraz kierunek jazdy wpływał na róŝnice wartości przyspieszeń poszczególnych suwaków. Maksymalne wartości drgań w płaszczyźnie poziomej dochodziły do 5 m/s 2, a w płaszczyźnie pionowej do 13 m/s 2. DuŜe wartości przyspieszeń (szczególnie pionowych) suwaków zamknięć nastawczych wynikają z tego, Ŝe są one stosunkowo wiotkimi elementami rozjazdów i w związku z tym podatnymi na drgania wzbudzane oddziaływaniami taboru. Stopień przenoszenia przyspieszeń suwaków na obudowy napędów był zróŝnicowany, jednak drgania suwaków były prawie zawsze tłumione. Stosunek przyspieszeń suwak/obudowa był większy w przypadku przyspieszeń pionowych. Ponadto stopień przenoszenia drgań suwaków zamknięć 13

nastawczych na obudowy napędów był mniejszy podczas jazd na ostrze (rozjazd nr 1) niŝ z ostrza (rozjazd nr 2). Wartości stosunku przyspieszeń pionowych suwak/obudowa w rozjeździe nr 1 zawierały się w granicach 1,5 5,5, a przyspieszeń poziomych w granicach 1,5 4. Odpowiednie wartości w rozjeździe nr 2 wynosiły: 1,5 3,5 i 1,5 3. Siły w sworzniach suwaków zamknięć nastawczych kształtowały się na niskim poziomie. Podczas jazd w kierunku prostym na ostrze zaznaczył się wpływ prędkości jazdy na wartości tych sił, natomiast przy jazdach z ostrza charakteryzowały się one małą zmiennością. Maksymalne wartości w rozjeździe nr 1 wynosiły od 1,20 do 2,31 kn, a w rozjeździe nr 2 od 0,48 do 1,39 kn. Jazdy w kierunku zwrotnym spowodowały wystąpienie maksymalnej siły w sworzniu suwaka nr 2, w rozjeździe nr 2, o wartości 1,75 kn. Pozostałe siły nie przekraczały wartości 1 kn. NapręŜenia w szynach podczas jazd w kierunku prostym były większe w rozjeździe nr 1 (na ostrze) niŝ w rozjeździe nr 2 (z ostrza). Natomiast jazdy na kierunek zwrotny nie wykazały zaleŝności wartości napręŝeń od kierunku jazdy z ostrza czy na ostrze. Największe wartości napręŝeń rejestrowano na dziobie krzyŝownicy. Ekstremalna wartość napręŝeń ściskających wystąpiła podczas jazdy w kierunku zwrotnym z ostrza (Rz nr 2) z prędkością około 100 km/h i wyniosła 103,49 MPa (T8). NapręŜenia rozciągające osiągnęły maksymalną wartość 126,35 MPa (T8) w czasie jazdy na ostrze na kierunku prostym rozjazdu nr 1. Siły pionowe, rejestrowane na kołach wagonu wykazywały małą zmienność na długości rozjazdów obu typów, niezaleŝnie od kierunku jazdy i prędkości. Ich maksymalne wartości osiągały około 70 kn przy jeździe na wprost i około 80 kn podczas jazdy w kierunku zwrotnym. Przyjmując statyczny nacisk osi dla wagonu typu Z1, wynoszący 120 kn, moŝna stwierdzić, Ŝe nadwyŝki dynamiczne nie przekroczyły 10% podczas jazd w kierunku prostym, a podczas jazd w kierunku zwrotnym wyniosły maksymalnie około 30%. Siły poprzeczne w czasie jazd w kierunku prostym nie przekraczały 3,5 kn. Jazdy w kierunku zwrotnym rozjazdów wykazały wzrost tych wartości maksymalnie do około 19 kn. Maksymalna wartość sumy sił prowadzących przy jazdach w kierunku prostym rozjazdów wyniosła około 3,5 kn, natomiast w kierunkach zwrotnych była dwukrotnie większa: osiągnęła 7 kn. Stosunek sił Y/Q podczas jazd po rozjazdach w obu kierunkach po prostej nie przekroczył wartości 0,11, a podczas jazdy w kierunku zwrotnym osiągnął wartość około 0,30. 14

Przyspieszenia na maźnicach z reguły wzrastały wraz ze wzrostem prędkości. Wyjątkiem były tylko przyspieszenia poprzeczne podczas jazd po prostej z ostrza po rozjeździe nr 2, których największe wartości wystąpiły w czasie jazdy z prędkością 162 km/h. Maksymalna wartość przyspieszenia pionowego podczas wszystkich jazd po prostej wyniosła około 4,5 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne nie przekroczyły wartości 1,1 m/s 2. Jazdy w kierunkach zwrotnych wykazywały mniejsze wartości przyspieszeń pionowych oraz większe wartości przyspieszeń poprzecznych na maźnicach w stosunku do jazd po prostej. Maksymalne przyspieszenia pionowe wyniosły około 3 m/s 2, a maksymalne przyspieszenia poprzeczne dochodziły tu do około 1,5 m/s 2. Maksymalne przyspieszenia pionowe pudła wagonu wystąpiły podczas jazdy w kierunku prostym z ostrza (rozjazd nr 2) i wyniosły 0,64 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne podczas jazd po prostej osiągnęły maksymalnie 0,18 m/s 2. Z kolei przyspieszenia te dla kierunków zwrotnych wyniosły maksymalnie 0,4 m/s 2. 3.3. Badania rozjazdów typu UIC60-1200-1:18,5 Cogifer Jazdy próbne po rozjeździe nr 3 przeprowadzono w kierunku na ostrze z prędkościami w kierunku prostym: 159, 180, 187 i 192 km/h, a w kierunku zwrotnym 101 km/h. Rozjazd nr 4 badano przy jazdach odbywających się w kierunku z ostrza. Jazda pomiarowa w kierunku zwrotnym odbyła się z prędkością 100 km/h. W kierunku prostym przeprowadzono jazdy z prędkościami: 160, 182, 189 i 192 km/h. Przyspieszenia pionowe elementów stalowych rozjazdów (dzioba krzyŝownicy, szyny skrzydłowej i opornicy) zaleŝały od prędkości jazdy pociągów. Ich wartości przy jazdach w kierunku prostym wzrastały o około 30% ze wzrostem prędkości od 160 do 192 km/h. W przypadku przyspieszeń pionowych opornicy w czasie jazd na ostrze wzrost był ponad dwukrotny. Widoczny był teŝ wpływ kierunku jazdy na ostrze czy z ostrza na przyspieszenia opornic i szyn skrzydłowych. Jazdy z ostrza wywoływały większe drgania szyny skrzydłowej i opornicy. Tylko podczas jazdy z prędkością 192 km/h na ostrze przyspieszenia opornicy gwałtownie wzrosły osiągając poziom drgań dzioba krzyŝownicy. Przejazd pociągu w kierunku zwrotnym z ostrza wzbudzał większe przyspieszenia pionowe opornicy i szyny skrzydłowej (11,28 11,43 m/s 2 ) niŝ przejazd na ostrze (8,84 10,77 m/s 2 ). Drgania krzyŝownicy były natomiast większe przy jeździe w kierunku zwrotnym na ostrze (18,49 m/s 2 ) niŝ z ostrza (16,67 m/s 2 ) Przyspieszenia podrozjazdnic równieŝ rosły ze wzrostem prędkości pociągu. Maksymalne wartości przyspieszeń poziomych osiągały około 2,5 m/s 2, a pionowych dochodzi- 15

ły do 5 m/s 2. Nie stwierdzono wpływu kierunku jazdy z ostrza czy na ostrze na poziom przyspieszeń podrozjazdnic. Jedynie w czasie jazd w kierunku zwrotnym na ostrze przyspieszenia poziome podrozjazdnic były większe niŝ w czasie jazd z ostrza. Przyspieszenia pionowe podrozjazdnicy pod dziobem krzyŝownicy w stosunku do przyspieszeń pionowych tej krzyŝownicy były około szesnastokrotnie mniejsze. Nieco mniejsze tłumienie, ale równieŝ duŝe, bo około dwunastokrotne, stwierdzono w zwrotnicy. Przyspieszenia pionowe podrozjazdnic z zamocowanymi na nich napędami były większe o około 2 3 m/s 2 od przyspieszeń podrozjazdnic ułoŝonych w miejscach, w których przewidywano wystąpienie największych oddziaływań dynamicznych (tzn. pod dziobem krzyŝownicy i w zwrotnicy, w strefie przechodzenia koła z iglicy na opornicę lub odwrotnie w zaleŝności od kierunku jazdy). Innymi słowy, występuje ponad dwukrotna róŝnica w poziomie przyspieszeń pionowych. Przyczyną takiego stanu podobnie jak w przypadku rozjazdów KolTram jest najprawdopodobniej znacznie słabsze podbicie podrozjazdnic, między którymi jest umiejscowione koryto stalowe, stanowiące osłonę zamknięcia nastawczego. Wartości przyspieszeń pionowych i poziomych, zarejestrowane na obudowach napędów charakteryzowały się niewielkim wzrostem, związanym z rosnącą prędkością jazdy pociągu od 160 do 192 km/h. Podczas jazd w kierunku zwrotnym, przy prędkościach około 100 km/h, przyspieszenia pionowe obudów były zbliŝone do zarejestrowanych w czasie jazd po prostej z większymi prędkościami, natomiast przyspieszenia poziome były znacznie niŝsze. Nie występował wpływ kierunku jazdy na poziom przyspieszeń obudów napędów. Widoczne były natomiast róŝnice w połoŝeniu. Większe drgania w płaszczyźnie pionowej stwierdzano na obudowach napędów krzyŝownicy, a w płaszczyźnie poziomej na obudowach napędów zwrotnicy. Maksymalne wartości przyspieszeń poziomych osiągały 3,23 m/s 2, a przyspieszeń pionowych 6,08 m/s 2. Drgania obudów napędów podczas jazd po prostej miały przewaŝnie wyŝsze wartości niŝ drgania podrozjazdnic, do których są zamocowane. Świadczy o tym stosunek przyspieszeń podrozjazdnic do przyspieszeń obudów napędów, który w większości przypadków jest mniejszy od jedności. Dodatkowe wzbudzenie pochodzi od drgań suwaków zamknięć nastawczych. W przypadku jazd w kierunku zwrotnym występowało tłumienie, jak i wzbudzanie drgań na styku podrozjazdnice obudowa. Zjawiska te występowały w poszczególnych punktach pomiarowych bardzo nieregularnie. Wartości przyspieszeń pionowych i poziomych, zarejestrowane na suwakach zamknięć nastawczych wzrastały wraz ze wzrostem prędkości jazdy pociągu, przy czym tendencja 16

wzrostowa była najbardziej widoczna w przypadku przyspieszeń pionowych suwaków. Nie stwierdzono, Ŝeby kierunek jazdy wpływał na róŝnice wartości przyspieszeń poszczególnych suwaków. Maksymalne wartości drgań w płaszczyźnie poziomej dochodziły do 6 m/s 2, a w płaszczyźnie pionowej do 12,5 m/s 2. Stopień przenoszenia przyspieszeń suwaków na obudowy napędów był podobny w obu rozjazdach podczas jazd po prostej. Wartości stosunku przyspieszeń suwak/obudowa mieściły się w przedziale 1,5 3,0, a więc drgania suwaków były tłumione. Podczas jazd w kierunkach zwrotnych rozjazdów drgania suwaków były w większości przypadków bezpośrednio przenoszone na obudowy napędów lub nieznacznie tłumione. Siły w sworzniach suwaków zamknięć nastawczych kształtowały się na niskim poziomie. Podczas jazd po rozjeździe nr 4 (z ostrza) zaznaczył się wpływ prędkości jazdy na wartości tych sił, natomiast przy jazdach na ostrze charakteryzowały się one nieregularnością przy róŝnych prędkościach jazdy pociągu (100 192 km/h) oraz kierunkach (prosty, zwrotny). Wartości sił w sworzniach suwaków zarejestrowane podczas wszystkich jazd próbnych wynosiły od 1,37 do 2,23 kn. NapręŜenia w szynach podczas jazd w kierunku prostym nie wykazywały w zasadzie związku z prędkością jazdy pociągu. Kierunek jazdy miał wpływ na napręŝenia ściskające: większe wartości wystąpiły podczas jazd na ostrze (rozjazd nr 3). Natomiast podczas jazdy w kierunku zwrotnym nie stwierdzono zaleŝności wartości napręŝeń od kierunku jazdy z ostrza czy na ostrze. Podczas jazd na kierunki zwrotne rozjazdów napręŝenia ściskające były wyŝsze niŝ podczas jazd po prostej. Podczas jazd po prostej największe wartości napręŝeń ściskających wystąpiły w iglicy (T4) rozjazdu nr 3 i wynosiły 45,14 MPa, a napręŝeń rozciągających na szynie skrzydłowej (T6) rozjazdu nr 4 i wynosiły 53,54 MPa. Jazda pociągu po rozjeździe nr 3 (na ostrze) z prędkością 187 km/h spowodowała wystąpienie wyjątkowych napręŝeń ściskających w iglicy prostej (T4), w strefie przechodzenia kół pojazdów z opornicy na tę iglicę. Osiągnęły one wartość 155,21 MPa. Taki skok wartości napręŝeń moŝe wynikać z faktu, Ŝe duŝy wpływ na wielkość oddziaływań dynamicznych między kołami pojazdów a rozjazdem ma sposób wpisywania się tych pojazdów, który przy kaŝdej jeździe moŝe być inny z powodu złoŝoności konstrukcji rozjazdu (np. przechodzenie koła z opornicy na iglicę lub odwrotnie), czy wskutek węŝykowania zestawów. Podczas jazdy na kierunku zwrotnym ekstremalne napręŝenia zarejestrowano w rozjeździe nr 3: ściskające w iglicy łukowej (T1) o wartości 26,67 MPa, a rozciągające w szynie skrzydłowej (T5) o wartości 78,24 MPa. NapręŜenia w szynach, powstające podczas jazd 17

pomiarowych, moŝna określić jako stosunkowo małe (nawet uwzględniając opisany wyŝej przypadek wystąpienia znacznie większych napręŝeń w iglicy niŝ w pozostałych punktach pomiarowych) i nie stanowiące ograniczenia dla ruchu pociągów z duŝymi prędkościami po badanych rozjazdach. Siły pionowe, rejestrowane na kołach wagonu, wykazywały małą zmienność na długości rozjazdów obu typów, niezaleŝnie od kierunku jazdy i prędkości. Ich maksymalne wartości osiągały około 70 kn przy jeździe na wprost i około 80 kn podczas jazdy w kierunku zwrotnym. NadwyŜki dynamiczne nie przekroczyły 10% podczas jazd w kierunku prostym, a podczas jazd w kierunku zwrotnym, wyniosły maksymalnie około 30%. Siły poprzeczne w czasie jazd na kierunku prostym nie przekraczały 4 kn. Jazdy na kierunek zwrotny rozjazdów wykazały wzrost tych wartości maksymalnie do około 30 kn. Maksymalna wartość sumy sił prowadzących przy jazdach w kierunku prostym rozjazdów wyniosła około 3 kn, natomiast na kierunkach zwrotnych była znacznie większa: osiągnęła 12 kn. Stosunek sił Y/Q podczas jazd po rozjazdach w obu kierunkach po prostej nie przekraczał w większości przypadków wartości 0,1. Jednak zdarzyły się znaczne wzrosty wartości Y/Q. W rozjeździe nr 3 zaznaczył się wpływ spadku sił pionowych w strefie zwrotnicy, przy jednoczesnym, niewielkim wzroście sił poprzecznych. W efekcie nastąpił w tej strefie wzrost maksymalnych wartości stosunku sił Y/Q do 0,36. Podobna sytuacja wystąpiła w rozjeździe nr 4, gdzie głównie wskutek wahań sił prowadzących w strefie szyn łączących nastąpił wzrost stosunku Y/Q do wartości 0,75. Jazdy na kierunek zwrotny wykazały wartość Y/Q około 0,30 w rozjeździe nr 3 i około 0,50 w rozjeździe nr 4. Przyspieszenia pionowe na maźnicach wzrastały wraz ze wzrostem prędkości. Maksymalna wartość tego przyspieszenia podczas wszystkich jazd po prostej wyniosła 4,78 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne nie zaleŝały od prędkości jazdy, a ich największa wartość wynosiła 1,21 m/s 2. Jazdy w kierunkach zwrotnych wykazywały mniejsze wartości przyspieszeń pionowych oraz większe wartości przyspieszeń poprzecznych na maźnicach w stosunku do jazd po prostej. Maksymalne przyspieszenia pionowe wyniosły około 3 m/s 2, a maksymalne przyspieszenia poprzeczne osiągnęły wartość 2,32 m/s 2. Przyspieszenia pudła wagonu z reguły wzrastały wraz ze wzrostem prędkości. Wyjątkiem były przyspieszenia poprzeczne w strefie zwrotnicy na rozjeździe nr 3 (na ostrze) i w strefie końca krzyŝownicy na rozjeździe nr 4 (z ostrza), których wartości przy prędkości 160 km/h były większe niŝ podczas jazd z prędkościami do 192 km/h. Maksymalne przyspieszenia pionowe pudła wagonu wystąpiły podczas jazdy w kierunku prostym z ostrza 18

(rozjazd nr 4) i wyniosły 0,53 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne podczas jazd po prostej osiągnęły maksymalnie 0,17 m/s 2. Największe przyspieszenia w czasie jazd w kierunku zwrotnym zarejestrowano na rozjeździe nr 4 (z ostrza). Wyniosły one maksymalnie: 0,47 m/s 2 dla przyspieszeń poprzecznych i 0,46 m/s 2 dla przyspieszeń pionowych. 3.4. Badania rozjazdu typu UIC60-1200-1:18,5 BWG Jazdy próbne po tym rozjeździe przeprowadzono w kierunku na ostrze z prędkościami w kierunku prostym: 158, 182, 196 i 211 km/h, a w kierunku zwrotnym 94 km/h. Badania w tym rozjeździe nie obejmowały wielkości mierzonych w rozjeździe (napręŝeń, przyspieszeń). Siły pionowe, rejestrowane na kołach wagonu wykazywały małą zmienność na długości rozjazdu. Największa wartość wynosiła około 71 kn przy jeździe po prostej i około 66 kn podczas jazdy w kierunku zwrotnym. NadwyŜki dynamiczne w skrajnych przypadkach nie przekroczyły 20% podczas jazd w kierunku prostym, a podczas jazd w kierunku zwrotnym wyniosły około 10%. Siły poprzeczne charakteryzowały się duŝymi wahaniami wartości w czasie jazd w kierunku prostym. Największe siły wystąpiły na lewym kole na zwrotnicy i osiągnęły około 10 kn. Jazdy w kierunku zwrotnym wykazały wzrost tych wartości maksymalnie do około 19 kn. Maksymalna wartość sumy sił prowadzących dla jazd w kierunku prostym rozjazdu wyniosła około 5,5 kn, natomiast w kierunku zwrotnym była niewiele większa: osiągnęła około 8 kn. Stosunek sił Y/Q podczas jazd po prostej osiągnął wartość 0,63, a jazdy w kierunku zwrotnym wykazały wartość maksymalną 0,27. Przyspieszenia na maźnicach wzrastały wraz ze wzrostem prędkości. Maksymalna wartość przyspieszenia pionowego podczas wszystkich jazd po prostej wyniosła około 3 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne były stosunkowo duŝe i osiągnęły maksymalnie wartość 1,54 m/s 2. Podczas jazd w kierunku zwrotnym uzyskano większe wartości maksymalne przyspieszeń pionowych oraz znacznie mniejsze wartości przyspieszeń poprzecznych na maźnicach niŝ podczas jazd po prostej. Maksymalne przyspieszenia pionowe wyniosły 3,61 m/s 2, a maksymalne przyspieszenia poprzeczne 1,11 m/s 2. Maksymalne przyspieszenia pionowe pudła wagonu wystąpiły podczas jazdy w kierunku prostym i wyniosły 0,35 m/s 2. Przyspieszenia poprzeczne podczas jazd po prostej osią- 19

gnęły maksymalnie 0,23 m/s 2. Natomiast przyspieszenia pudła wagonu na kierunku zwrotnym wyniosły maksymalnie: 0,20 m/s 2 pionowe; 0,35 m/s 2 poprzeczne. 4. PODSUMOWANIE Reakcje toru, w postaci przyspieszeń poszczególnych elementów badanych rozjazdów na oddziaływania dynamiczne od taboru nie odbiegały od reakcji stwierdzonych podczas wcześniejszych badań, prowadzonych przez CNTK na tego typu rozjazdach [4]. Stopień tłumienia drgań przenoszonych z szyn na podrozjazdnice był wysoki; stosunek przyspieszeń pionowych szyn do przyspieszeń pionowych podrozjazdnic osiągał wartości rzędu kilkunastu. Siły w sworzniach suwaków były małe; maksymalna wartość wynosiła 2,67 kn. Maksymalne napręŝenia ściskające w szynach wyniosły około 155 MPa, a rozciągające nie przekroczyły 130 MPa. W szynach wykonanych ze stali 900A przyjmuje się wytrzymałość zmęczeniową o wartości 320 MPa. W związku z tym napręŝenia w szynach, które powstały podczas jazd pomiarowych, moŝna określić jako stosunkowo małe i nie stanowiące ograniczenia dla ruchu pociągów z duŝymi prędkościami po badanych rozjazdach, ze względu na małe prawdopodobieństwo powstania pęknięć zmęczeniowych w stopkach szyn. Kryteria bezpieczeństwa ruchu pojazdów szynowych: suma sił prowadzących i stosunek sił Y/Q, zostały spełnione. Parametry spokojności jazdy nie przekroczyły wartości dopuszczalnych. W tablicach 1 4 zestawiono największe wartości sił i przyspieszeń, zarejestrowane podczas jazd doświadczalnych na poszczególnych rozjazdach (jazdy po rozjeździe produkcji BWG odbyły się tylko w kierunku na ostrze). Jazdy w kierunku prostym z prędkościami 200 km/h i większymi po wszystkich rozjazdach nie były moŝliwe ze względu na udostępnienie zbyt krótkiego odcinka rozbiegowego na szlaku Knapówka Psary i zbyt małą moc lokomotywy VUŽ 124 S. Było to spowodowane ograniczeniami ruchowymi, wynikającymi z zamknięcia toru nr 1 na szlaku Knapówka Psary dla przebudowy sieci trakcyjnej. Jednak na podstawie charakteru przebiegu wartości parametrów dynamicznych moŝna ocenić, Ŝe wzrosną one w niewielkim stopniu wraz ze wzrostem prędkości taboru do około 200 km/h. Tym samym parametry decydujące o bezpieczeństwie jazdy nie powinny zostać przekroczone, oczywiście przy dobrym stanie utrzymania nawierzchni. 20

Parametr Qmax [kn] Qśr [kn] Ymax [kn] Yśr [kn] ΣY [kn] Y/Q Porównanie sił pionowych i poprzecznych (jazdy po prostej) kierunek jazdy KolTram Cogifer VAE BWG na ostrze 70,74 67,37 67,71 70,83 z ostrza 68,03 71,29 65,56 na ostrze 68,32 66,07 62,42 67,84 z ostrza 65,87 67,21 63,93 na ostrze 3,44 2,93 4,18 9,89 z ostrza 2,63 1,95 6,36 na ostrze 2,76 2,43 2,43 6,25 z ostrza 2,39 1,68 6,53 na ostrze 3,25 2,69 4,23 5,12 z ostrza 3,58 1,62 5,94 na ostrze 0,10 0,36 0,07 0,63 z ostrza 0,10 0,75 0,13 Tablica 1 Porównanie sił pionowych i poprzecznych (jazdy na kierunek zwrotny) Parametr Qmax [kn] Qśr [kn] Ymax [kn] Yśr [kn] ΣY [kn] Y/Q kierunek jazdy KolTram Cogifer VAE BWG na ostrze 78,46 65,21 82,53 66,12 z ostrza 68,29 80,14 86,45 na ostrze 75,87 56,35 77,51 58,61 z ostrza 63,78 76,93 72,17 na ostrze 18,94 29,73 26,33 18,78 z ostrza 16,13 14,01 16,63 na ostrze 11,27 18,19 12,34 7,79 z ostrza 10,53 11,46 11,37 na ostrze 6,84 12,29 5,60 7,78 z ostrza 6,78 4,01 7,25 na ostrze 0,31 0,31 0,24 0,27 z ostrza 0,18 0,49 0,23 Tablica 2 21

Parametr pionowe [m/s 2 ] poprzeczne [m/s 2 ] pionowe [m/s 2 ] poprzeczne [m/s 2 ] Porównanie przyspieszeń pionowych i poprzecznych maźnic kierunek jazdy KolTram Cogifer VAE BWG po prostej na ostrze 4,37 3,02 4,02 3,01 z ostrza 3,63 4,78 5,07 na ostrze 1,05 1,21 1,14 1,54 z ostrza 0,78 0,79 1,16 na kierunek zwrotny na ostrze 2,72 2,90 2,68 3,61 z ostrza 3,00 1,93 2,65 na ostrze 1,45 2,23 1,57 1,11 z ostrza 1,39 2,32 1,95 Tablica 3 Porównanie przyspieszeń pionowych i poprzecznych pudła wagonu Parametr pionowe [m/s 2 ] poprzeczne [m/s 2 ] pionowe [m/s 2 ] poprzeczne [m/s 2 ] kierunek jazdy KolTram Cogifer VAE BWG po prostej na ostrze 0,29 0,30 0,53 0,35 z ostrza 0,64 0,53 0,27 na ostrze 0,18 0,17 0,13 0,23 z ostrza 0,13 0,12 0,14 na kierunek zwrotny na ostrze 0,16 0,19 0,33 0,20 z ostrza 0,23 0,46 0,56 na ostrze 0,39 0,39 0,46 0,35 z ostrza 0,27 0,47 0,50 Tablica 4 22

Na podstawie badań dynamicznych moŝna stwierdzić przydatność wszystkich badanych konstrukcji rozjazdów typu UIC60-1200-1:18,5 do eksploatacji na liniach, na których prowadzi się ruch pociągów z prędkością do 200 km/h. Poszerzenie toru w zwrotnicy typu FAKOP nie wpływa na zmniejszenie oddziaływań na styku tabor rozjazd. Obrazują to rysunki 9 12, na których porównano wartości parametrów dynamicznych, na które teoretycznie powinno mieć wpływ to rozwiązanie: siły poprzeczne, stosunek sił Y/Q i przyspieszenia poprzeczne maźnic i pudła wagonu. Wykresy obejmują wartości parametrów zarejestrowanych podczas jazd w kierunku prostym na ostrze w strefach zwrotnic (strefa A) rozjazdów poszczególnych producentów. Rys. 9. Maksymalne wartości sił poprzecznych w strefach zwrotnic Rys. 10. Średnie wartości sumy sił prowadzących w strefach zwrotnic 23

Rys. 11. Maksymalne wartości stosunku sił Y/Q w strefach zwrotnic Rys. 12. Maksymalne wartości przyspieszeń poprzecznych masy nieuspręŝynowanej i pudła wagonu w strefach zwrotnic Maksymalne siły poprzeczne na kołach wagonu (rys. 9) podczas jazdy po rozjeździe nr 40 (BWG) były większe niŝ na rozjazdach pozostałych producentów, szczególnie przy prędkościach większych od 180 km/h. Średnia suma sił prowadzących przy prędkościach do 180 km/h była mniejsza niŝ w innych rozjazdach (rys. 10), ale przy prędkości 210 km/h była juŝ większa niŝ w rozjeździe VAE. Na rozjeździe BWG stwierdzono największe wartości stosunku sił Y/Q podczas wszystkich jazd w kierunku prostym na ostrze (rys. 11). Wartości przyspieszeń poprzecznych pudła wagonu na tym rozjeździe nie odbiegały od stwierdzonych na rozjazdach pozostałych producentów przy prędkościach jazdy do 190 km/h (rys. 12). Jednak przy prędkości 210 km/h były dwukrotnie większe niŝ na rozjeździe VAE. Wartości przyspieszeń poprzecznych mas nieuspręŝynowanych równieŝ były większe niŝ na pozostałych badanych rozjazdach przy prędkościach jazdy ponad 180 km/h. Tylko podczas jazd w kierunku zwrotnym rozjazdu nr 40 oddziaływania w taborze były korzystniejsze niŝ w innych rozjazdach, głównie ze względu na mniejsze wartości sił po- 24

przecznych (maksymalnych i średnich). Nie stwierdzono teŝ pozytywnego wpływu elastycznych przekładek gumowych, zastosowanych w tym rozjeździe, na zmniejszenie oddziaływań dynamicznych w taborze. BIBLIOGRAFIA 1. Cejmer J., śurek S., Karpisz M.: Badania eksploatacyjne prototypowych rozjazdów zwyczajnych o promieniu 1200 i 500 m z krzyŝownicą z ruchomym dziobem. Praca CNTK nr 3070/11. Warszawa, 2004. 2. Korab D.: Rozjazdy kolejowe do duŝych prędkości. Wybrane zagadnienia dla interoperacyjności oraz przegląd zastosowanych niektórych rozwiązań technicznych. Konferen cja Naukowo-Techniczna z okazji obchodów XXX-lecia CMK. Psary Ostaniec, 16-17 września 2004. 3. UIC Code 518 OR Testing approval of railway vehicles from the point of view of their dynamic behaviour Safety Track fatigue Ride quality. 2nd edition, April 2003. 4. śurek S. i in.: Badania eksploatacyjne prototypowych rozjazdów zwyczajnych o pro mieniu 1200 m z szyn UIC60 z krzyŝownicą z dziobem stałym i ruchomym. Praca CNTK nr 2071/22. Warszawa, 2001. 25